Способ кучного электрохимического выщелачивания руд

 

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано при кучном выщелачивании металлов. В выемке на антифильтрационном основании создают сеть перфорированного трубопровода. Отсыпают буфетный слой из мелкодробленных пород, а на нем формируют перфорированный трубопровод. После чего формируют выщелачиваемый слой и электроды. На поверхности создают прудок. Первоначально в перфорированном трубопроводе подают специальные растворы, на электроды подают разность потенциалов, а в перфорированный трубопровод на антифильтрационном основании подают технологические растворы. Таким образом осуществляют электрохимическое растворение золота. Буферный слой формируют из горных пород с восстановительными свойствами. В результате в дополнительном трубопроводе образуются технологические растворы с пониженным количеством свободного кислорода. 1 ил.

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано при кучном селективном выщелачивании комплексных золотосодержащих руд.

Известен способ совместной переработки марганцевых и медных руд (Авт. св. СССР N 1435638, 1986), включающий выщелачивание их в кислой среде, отличающийся тем, что с целью повышения содержания благородных металлов в шламе от медной руды выщелачивание марганцевых и медных руд проводят соответственно в анодной и катодной частях диафрагменного электролизера.

Недостатком данного способа является ограниченность области его применения выщелачиванием монометалльных руд.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ кучного электрохимического выщелачивания руд (В кн.: А.Е. Воробьев и др. Способы и методы формирования техногенных минеральных объектов при открытой разработке сложноструктурных месторождений. - М.: Цветметинформация, 1990, с. 52-53), согласно которому последовательно производят формирование штабеля кучного выщелачивания с закладкой в нем перфорированного трубопровода и электродов, создание прудка для сбора растворов и одновременной обработки заскладированной руды технологическими растворами и электрическим током.

Недостатком данного способа является малая эффективность окисления и выщелачивания золота.

Цель предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности процесса кучного выщелачивания комплексных руд путем уменьшения электродного потенциала минералов.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего формирование выщелачиваемого штабеля из упорных золотосодержащих арсенопирит-пирротиновых руд, подачу воды или активного агента, например растворов хлорной кислоты, и обработку постоянным электрическим током. С позиций электрохимического растворения металлов золотосодержащие арсенопирит-пирротиновые руды необходимо рассматривать как систему, состоящую из трех минералов: арсенопирит - пирротин - самородное золото. Ионы каждого металла имеют индивидуальный электродный потенциал выхода из кристаллической решетки минерала, обусловленный его стандартным электродным потенциалом, кислотностью раствора, потенциалом окислителя. Под воздействием электрохимических реакций, в первую очередь, будет растворяться наиболее электроотрицательный минерал этой триады. Поэтому изменение значений электродных потенциалов и элементов в электрогеотехнологии имеет существенную роль.

Величина электродного потенциала арсенопирита 0,5В, пирита 0,55В, золота 1,5В (см., например, Латимер В.М. Окислительные состояния элементов и их потенциалы в водных растворах. - М., 1954; Яхонтова Л.К., Нестерович Л.Г. Зона гипергенеза рудных месторождений как биокосная система. - М.: МГУ, 1983).

При изменении электродных потенциалов необходимо учитывать такое широко известное в природных геологических процессах (см., например, В.Н. Щеточкин и др. "Природный гальванический эффект при формировании рудоносных зон пластового окисления - Геохимия, N 2, 1995, с. 264), но не применяемое пока в технике и технологиях свойство, как увеличение потенциала минералов с ростом содержания в среде свободного кислорода. Чем положительнее потенциал сульфидов, тем труднее проходит реакция их электрического окисления. Следовательно, если добиться снижения количества свободного кислорода в технологических растворах, то повысится эффективность электрохимического выщелачивания золотосодержащих сульфидных руд.

Для этого выщеличиваемый штабель формируют в выемке, экранированной антифильтрационным слоем. На дне выемки создают сеть перфорированного трубопровода, в который впоследствии подаются технологические растворы. Затем отсыпают буферный слой мелкодисперсных пород, которые могут также являться восстановителями свободного кислорода, содержащимися в технологических растворах. На поверхности буферного слоя формируют сеть дополнительного перфорированного трубопровода, в который по мере необходимости подаются растворы, восстанавливающие свободный кислород из технологических растворов. На поверхности дополнительного трубопровода формируют второй, дополнительный буферный слой, также служащий для равномерного перемешивания и распределения растворов. Затем закладывают электроды, например из сетки. После чего осуществляют формирование выщелачиваемого слоя из некондиционных золотосодержащих сульфидных руд. В верхней части которого закладывают электроды - катоды. На поверхности штабеля формируют прудок для сбора продуктивных растворов.

В результате обеспечивается эффективное электрохимическое окисление сульфидов и выщелачивание золота.

На чертеже представлен вариант схемы кучного выщелачивания, где цифрами обозначены: 1 - антифильтрационное основание; 2,4 - перфорированный трубопровод; 3,5 - буферный слой; 6,8 - электроды; 7 - выщелачиваемый слой; 9 - прудок; стрелками показано направление миграции растворов.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально формируют антифильтрационное основание 1, на котором укладывают трубопровод 2. Затем формируют буферный слой 3 из мелкодробленных пород (обладающих, например, свойством восстанавливать свободный кислород из растворов). После чего формируют дополнительный трубопровод 4, а на его поверхности - дополнительный буферный слой 5, на поверхности которого располагают электрод 6 в виде сетки. После чего осуществляют формирование выщелачиваемого слоя 7, например, из некондиционных золотосодержащих сульфидных руд. В верхней части слоя 7 закладывают катоды 8. На поверхности штабеля формируют прудок 9 для сбора продуктивных растворов, откуда их откачивают насосами (на рисунке не показано).

Миграция растворов осуществляется за счет действия гидравлического замка снизу вверх. При прохождении слоев 3 и 5 происходит восстановление свободного кислорода, содержащегося в технологических растворах. Для полного восстановления свободного кислорода и трубопровод 4 дополнительно подаются специальные растворы.

В результате при подаче напряжения на электроды 6 и 8 и растворов в трубопровод 2 и 4 обеспечивается эффективное электрохимическое окисление сульфидов, раскрытие золотой вкрапленности, выщелачивание золота.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит кучное электрохимическое выщелачивание золотосодержащих арсенопирит-пирротиновых руд.

Первоначально в выемке формируют антифильтрационное основание 1, например из глины, мощностью 0,5 м. В качестве основания возможно применение полиэтиленовой пленки. На слое 1 формируют сеть перфорированного трубопровода 2. Затем отсыпают слой 3 из мелкораздробленных пород, мощностью 0,5-1 м. После чего формируют перфорированный трубопровод 4, а на его поверхности - слой 5 горных пород, мощностью 0,5-1 м. На его поверхности размещают электрод 6 - анод, в виде сетки. Затем формируют слой 7 из некондиционных упорных золотосодержащих тонкодисперсных сульфидных руд, мощностью 5-8 м. В поверхностной части слоя 7 формируют катоды 8, выполненные в виде труб (цилиндров). Для сбора растворов на поверхности слоя 7 создают прудок 9.

При подаче технологических растворов (содержащих в виде активного агента NaOH) происходит их миграция снизу вверх. При прохождении ими слоев 3 и 5, а также при встрече с восстанавливающими растворами обеспечивается восстановление свободного кислорода по реакциям: 2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂ или 2SO₂ + O₂ → SO₃ Для электрохимического окисления минералов и вскрытия тонкодисперсного золота на электроды 6 и 8 подают напряжение 0,1-100 В/см². При этом обеспечится интенсивное окисление сульфидов, раскрытие минерализации и эффективное выщелачивание золота.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности процесса электрохимического кучного выщелачивания путем предварительного восстановления свободного кислорода, содержащегося в технологических растворах.

Предложенное изобретение может быть использовано при кучном выщелачивании золотосодержащих руд.

Формула изобретения

Способ кучного электрохимического выщелачивания руд, включающий последовательное формирование в выемке антифильтрационного основания, буферного слоя, перфорированного трубопровода, выщелачиваемого слоя из золотосодержащих руд, закладку электродов, подачу на них напряжения, создание прудка для сбора продуктивных растворов и обработку сформированного штабеля технологическими растворами, отличающийся тем, что выщелачивание золота осуществляют подаваемыми в дополнительный трубопровод технологическими растворами с пониженным количеством свободного кислорода за счет взаимодействия с буферными слоями горных пород с восстановительными свойствами.

РИСУНКИ

Рисунок 1